【正文】 29粉體工程與設(shè)備論文論文題目 ：1000噸/年鋁基復(fù)合材料的可行性研究報(bào)告院(部)名 稱： 材料科學(xué)與工程 學(xué) 生 姓 名：伍明江 學(xué)號(hào)：20083169同組人員：盧常德 撒杰 王磊 向卓 專 業(yè)： 材料科學(xué)與工程 班級(jí)：081指導(dǎo)教師姓名： 王正粟 論文提交時(shí)間： 論文答辯時(shí)間： 2930摘 要鋁基復(fù)合材料由于具有密度小、熔化溫度低、高導(dǎo)熱性且成本低等特性，已經(jīng)得到世界范圍內(nèi)的廣泛研究并日趨工業(yè)化。同時(shí)鋁基復(fù)合材料具有不吸潮、不老化、氣密性好、耐有機(jī)液體和溶劑侵蝕等一系列優(yōu)點(diǎn)。在航空航天、汽車、電子、光學(xué)等工業(yè)領(lǐng)域關(guān)鍵字：鋁基復(fù)合材料 目錄引言………………………………………………………..3第1章 項(xiàng)目總論…………………………………………3 項(xiàng)目名稱……………………………………………….………………3 項(xiàng)目背景……………………………………………………………….4 項(xiàng)目建設(shè)意義………………………………………………………….4 項(xiàng)目擬建地區(qū)和地點(diǎn) …………………………………………………………..4 投資估算和資金籌措 ……………………………………………..4 第2章 鋁基復(fù)合材料及制品市場(chǎng)調(diào)查 …4 …………………………………………………………4…………………………………………………………5第3章 產(chǎn)品技術(shù)方案………………………………………5 產(chǎn)品介紹…………………………………………………………………5. 生產(chǎn)工藝流程…………………………………………………………….6 主要工藝設(shè)備選擇………………………………………………………7. 主要原材料及輔助材料………………………………………….………8 燃料及動(dòng)力供應(yīng)………………………………………………………….8第四章 成本核算……………………………………………………………8 員工崗位的設(shè)定………………………………………………9 ………………………………………………..9 年度銷售收入的估算………………………………………10……………………………………………………10 第五章 效益分析…………………………………………..11第六章 銷售渠道……………………………………………12第七章 環(huán)境保護(hù)……………………………………………19第八章 未來發(fā)展…………………………………………..25致謝………………………………………………………… 25參考文獻(xiàn)……………………………………………………25引言 顆粒增強(qiáng)型鋁基復(fù)合材料以其高比強(qiáng)度、比剛度、熱膨脹系數(shù)低、良好的耐磨性能等優(yōu)良性能成為傳統(tǒng)耐磨材料代替品。目前，較常見的基體材料有AlSi、AlCu、AlMg等系鋁合金,增強(qiáng)體的材料大致分成以下幾類：氧化物，如Al2OMgO、SiO2等；碳化物，如SiC、TiC、B4C、Al4C3等；氮化物，如Si3NAlN等；以及其它類型的增強(qiáng)體，例如碳納米管、TiBZrB2等等，由于其低廉的成本和良好的制造和加工性能，使得它具有廣闊的發(fā)展前景受到人們的高度重視。因此鋁基復(fù)合材料的耐磨性能成為各國(guó)材料工作者研究的點(diǎn)。第一章 項(xiàng)目總論1000噸/年鋁基復(fù)合材料建設(shè)投資項(xiàng)目鋁基復(fù)合材料（MMC）是近年來迅速發(fā)展起來的高新技術(shù)新型工程材料，其中低密度鋁基復(fù)合材料以其低密度、高的比剛、比強(qiáng)度，高的耐磨性及高溫強(qiáng)度等優(yōu)越性能而得到普遍重視。鋁基復(fù)合材料的研究及應(yīng)用較為廣泛，在空、天飛行器、汽車、輕工產(chǎn)品、建筑等行業(yè)有極大的市場(chǎng)開發(fā)前景，在軍事工業(yè)、國(guó)防也有重要的應(yīng)用價(jià)值。國(guó)外研究及應(yīng)用，除軍事工業(yè)方面國(guó)外，特別是美國(guó)，對(duì)鋁基復(fù)合材料的研究非常重視，而且處于領(lǐng)先地位。它的擴(kuò)大應(yīng)用表明它已達(dá)到成熟程度，然而為實(shí)現(xiàn)它們的全部潛力，這些復(fù)合材料應(yīng)受到更多注意和支持”。80年10月美國(guó)成立了金屬基復(fù)合材料情報(bào)分析中心（MMCLAC），其主要任務(wù)是為向從事國(guó)防金屬基復(fù)合材料計(jì)劃的研究人員提供信息及有關(guān)金屬基復(fù)合材料工藝發(fā)展的技術(shù)情報(bào)分析等。該中心認(rèn)為：金屬基復(fù)合材料可使一系列國(guó)防用金屬結(jié)構(gòu)材料和工程設(shè)計(jì)產(chǎn)生一次革命性轉(zhuǎn)變，從而大大減輕結(jié)構(gòu)重量并提高其效能。 該項(xiàng)目開發(fā)的鋁基復(fù)合材料是順應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)向“輕質(zhì)、高強(qiáng)、高速、高性能”方向發(fā)展的理想材料，也是產(chǎn)品更新?lián)Q代，實(shí)現(xiàn)高技術(shù)化、高性能化的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。我國(guó)已成為世界鋁輪產(chǎn)量第一大國(guó)。但，鋁輪出口量很小，主要是隨整車出口，部分進(jìn)入國(guó)際維修市場(chǎng)。其原因主要是質(zhì)量檔次太低。顆普鋁基復(fù)合材料的開發(fā)能廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)蛉部件及車輪、剎車盤等，可替代進(jìn)口，節(jié)約外匯，更重要的是提高國(guó)內(nèi)產(chǎn)品檔次，提高進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，達(dá)到出口創(chuàng)匯。其經(jīng)濟(jì)效益顯著，社會(huì)意義重大。 經(jīng)綜合考慮和調(diào)查我們認(rèn)為西安是最好的建廠地點(diǎn)，生產(chǎn)場(chǎng)地應(yīng)盡量傍河而建，盡量利用原有交通運(yùn)輸條件，減少該項(xiàng)目的道路及車場(chǎng)投資 投資估算和資金籌措合作開發(fā)，資金入股。主要是通過銀行貸款，及向社會(huì)投資士招資。第2章 鋁基復(fù)合材料及制品市場(chǎng)分析與建設(shè)規(guī)模 國(guó)內(nèi)對(duì)金屬基復(fù)合材料的應(yīng)用研究與開發(fā)一般在民用方面尋求產(chǎn)品；軍工應(yīng)用方面，有數(shù)家單位對(duì)幾個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行了研究。因此，加快我國(guó)輕質(zhì)高性能金屬基復(fù)合材料材料在我國(guó)汽車、輕工、建筑及軍工產(chǎn)品中推廣應(yīng)用，具有重要的戰(zhàn)略意義。國(guó)內(nèi)的潛在應(yīng)用市場(chǎng)（民用）從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)調(diào)研情況來看，有以下幾個(gè)方面值得首先加以考慮：1各類型材鋁基復(fù)合材料的最大特點(diǎn)是其性能的可設(shè)計(jì)性，即根據(jù)產(chǎn)品（或構(gòu)件）的需要設(shè)計(jì)材料的成分與組織，以滿足其所需性能：如可用作輕型自行車、山地車大梁的高比剛（）、比強(qiáng)度（約為一般結(jié)構(gòu)鋼的3倍）的各種規(guī)格的管材，以及要求輕質(zhì)（質(zhì)量密度是鋼的1/3）高耐磨的各類型材（例如門、窗的下滑軌道），其成本與現(xiàn)用鋁合金型材基本相當(dāng)。其市場(chǎng)是巨大的。2小型汽油機(jī)和摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件如汽油機(jī)缸套、活塞環(huán)、連桿等。以單缸汽油機(jī)為例，廣泛用作摩托車、割草機(jī)、噴霧器、油鋸、森林滅火機(jī)、助力自行車等設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)。目前這類發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)有兩種途徑：一是整體壓力鑄造，缸內(nèi)電鍍硬鉻。該工藝的主要問題是成品率低，僅達(dá)50－70％，而且污染環(huán)境。二是內(nèi)鑲鑄鐵缸套，由于兩種材料熱膨脹率不同，會(huì)造成服役過程中松動(dòng)、脫離，對(duì)壽命影響很大。目前國(guó)產(chǎn)摩托車（50，70，80，90，100，125cc等）產(chǎn)量超過2000萬輛/年，小型汽油機(jī)超過100萬臺(tái)/年，也是一個(gè)很大的市場(chǎng)。3汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件近年來，隨著我國(guó)汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展、國(guó)際市場(chǎng)需求的增加，以及小型汽車輕型化高速化的發(fā)展趨勢(shì)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)配件，如活塞、活塞環(huán)槽、連桿套、曲軸瓦、缸套等的數(shù)量及質(zhì)量、性能要求的不斷提高，輕質(zhì)、高性能的鋁基復(fù)合材料將不可避免地成為新一代替代材料4其它如交通運(yùn)輸車輛配件行業(yè)、農(nóng)用機(jī)械行業(yè)、紡織配件行業(yè)，均有巨大的潛在市場(chǎng)。目前，我國(guó)尚無增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的工業(yè)化生產(chǎn)。而在國(guó)外，民用級(jí)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料主要由幾家大公司生產(chǎn)，如加拿大鋁業(yè)，價(jià)格十分昂貴。軍用級(jí)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料主要由洛克希德馬丁公司，DWA等公司生產(chǎn)，由于這些公司都與美國(guó)國(guó)防部簽有協(xié)議，對(duì)我國(guó)沒有銷售。增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料可應(yīng)用的領(lǐng)域和市場(chǎng)包括：飛機(jī)，高速列車，汽車，電子，電力，軍工，市場(chǎng)十分廣闊。DWA公司供應(yīng)美國(guó)國(guó)防部的增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，價(jià)格在1635美元／磅不等，毛利率高達(dá)300%－500%美國(guó)國(guó)防部每年用于金屬基復(fù)合材料的研究約2000萬美元，并逐年增加。美國(guó)在航空、航天及其它武器裝置上研究和應(yīng)用的最多的是纖維及晶須增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料，其中AlB復(fù)合材料研究最早，歷史最長(zhǎng)。顆?；蚨汤w維、晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料以及近年來出現(xiàn)的自生增強(qiáng)體復(fù)合材料雖然出現(xiàn)較晚，但由于制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，加之良好的二次成型（鍛、軋、擠壓）性能，可用一般的加工方法方便的制造出板、線、管材及形狀復(fù)雜的構(gòu)件。就目前所知，美國(guó)、英國(guó)、加拿大等國(guó)已將非連續(xù)增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料用于制造輕型武器的托架、彈匣、槍托、軍用直升機(jī)腳架，Martin公司用TiB2顆粒增強(qiáng)鋁制造機(jī)翼，英國(guó)航天公司從80年代起研究用顆粒和晶須增強(qiáng)鋁合金制造三叉戟導(dǎo)彈元件。美國(guó)DWA司和英國(guó)BP公司已制造出專門用于飛機(jī)和導(dǎo)彈的復(fù)合材料薄板、型材等。另外，坦克潛望鏡、反射鏡、坦克車導(dǎo)向輪、履帶板以及其它兵器構(gòu)件也有應(yīng)用。民用工業(yè)方面民用工業(yè)應(yīng)用主要集中于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、自行車構(gòu)架、體育器材等。1）發(fā)小型汽油機(jī)和摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件3）各類型材4）也可根據(jù)企業(yè)需要進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)，均有潛在市場(chǎng)開發(fā)。第3章 產(chǎn)品技術(shù)方案 產(chǎn)品介紹顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能和耐磨性能，在航空航天、汽車、電子封裝和體育用品產(chǎn)業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用［13］。目前，復(fù)合材料制備的常用方法有粉末冶金法，噴射沉積法，浸滲法和攪拌鑄造法等［46］。采用粉末冶金法制備的復(fù)合材料性能優(yōu)異，但其工藝流程長(zhǎng)，工序復(fù)雜，金屬粉末成本高，增強(qiáng)相與粉末混合易產(chǎn)生爆炸，同時(shí)制品的尺寸也受到限制［7］。壓力浸滲法是將顆粒增強(qiáng)相制成預(yù)制塊，然后在壓力作用下將熔體滲入預(yù)制件間隙中，顆粒增強(qiáng)相在復(fù)合材料中體積百分?jǐn)?shù)可達(dá)50%。該工藝存在的問題是：預(yù)制塊在壓力作用下易變形，制得的復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)不均勻，晶粒尺寸也比較大，有害界面反應(yīng)難以控制［8］。噴射沉積法制備的顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料有許多優(yōu)點(diǎn)：幾乎避免了有害界面反應(yīng)， 材料含氧量及夾雜物含量少，被公認(rèn)為是一種極有前景的復(fù)合材料制備方法，缺點(diǎn)是工藝不夠成熟，增強(qiáng)體含量受到一定限制［9］。而采用攪拌鑄造法制備顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的研究比較多，此法對(duì)設(shè)備要求低，工藝簡(jiǎn)